Реферат: Нанотехнології в медицині, Xreferat.com, Банк рефератів, творів

19.02.2017

Нанотехнології в медицині

Ст.групи 04-УІ

Смирнова Юлія

Перевірив:

Булюбаш Б Ст.

Н. Новгород 2005

Введення

Вчені стверджую, що настане той день, коли з допомогою нанотехнологій в кров’яні клітини людини можна буде вбудовувати мікроскопічні датчики, що попереджають про появу ознак радіаційного випромінювання або розвитку хвороби. Прогнозований термін реалізації – 1-ша половина XXI століття.

А поки вчені працюють над створенням медичних нанороботів, журналісти і громадськість сперечаються, можуть наносенсоры згубно вплинути на організм людини? Адже невідомо як відреагує організм на введені в нього чужорідні тіла? Як висловився Ерік Дрекслер: «невидима зброя всесвітнього перевороту, вкривають землю «сірий слиз» (gray goo)». Коротше кажучи, крихітна причина кінця світу.

Справді, нанотехнології можуть стати причиною кінця світу або це всього лише багата фантазія деяких вчених?

Що таке нанотехнології?

Перш ніж говорити про можливі ризики та перспективи нанотехнологій спочатку треба сказати, що ж це таке? Для цього поняття не існує вичерпного визначення. «Нанотехнології» — це технології, що оперують величинами, порядку нанометра. Це мізерно мала величина, в сотні разів менше довжини хвилі видимого світла і порівнянна з розмірами атомів. Розвиток нанотехнології ведеться в 3-х напрямках:

— виготовлення електронних схем розміром з молекулу (атом);

— розробка і виготовлення машин;

— маніпуляція атомами і молекулами.

Що таке наномедицина?

«Наномедицина» – це стеження, виправлення, конструювання і контроль над біологічними системами людини на молекулярному рівні, використовуючи розроблені нанороботи та наноструктури (Р. Фрейтас).

В даний час наномедицини поки не існує, є тільки проекти, втілення яких в реальність і призведе до наномедицине. Через кілька років, коли вже нарешті буде створено перший наноробот, знання накопичені наномедициной втіляться в життя. А тоді за лічені хвилини ви позбудетеся від вірусу грипу або позбудетеся від раннього атеросклерозу. Нанороботи зможуть повернути навіть дуже старого чоловіка в той стан, в якому він був у молодості. Від операції в органах ми перейдемо на операції на молекулах і таким чином стані «безсмертними».

Перспективи розвитку

Вчені зі штату Мічиган стверджують, що з допомогою нанотехнологій можна буде вбудовувати мікроскопічні датчики в кров’яні клітини людини, які будуть попереджати про ознаки радіації або розвитку хвороби. Так в США, за пропозицією NASA, ведеться розробка таких наносенсоров. Джейм Бейнер уявляє собі «наноборьбу» з космічними випромінюваннями так перед стартом астронавт використовуючи шприц для підшкірних ін’єкцій, вводять в ліжечок прозору рідину, насичену мільйонами наночастинок на час польоту він вставляє собі у вухо маленьке пристрій (зразок слухового апарату). Протягом польоту це пристрій буде використовувати маленький лазер для пошуку запалених клітин. Це можливо, оскільки клітини проходять по капілярах барабанної перетинки. По бездротовому зв’язку інформація клітин буде передаватися на головний комп’ютер космічного корабля, а потім обробляється. В разі чого будуть прийматися необхідні заходи.

Все це може втілитися в реальність приблизно через 5-10 років. А наночастинки вчені використовують вже більше 5 років.

А зараз, сенсори тонше людського волосся можуть опинитися в 1000 разів чутливіші стандартних аналізів ДНК. Американські вчені, які розробили ці наносенсоры, вважають, що лікарі зможуть проводити цілий спектр різних аналізів, користуючись лише однією краплею крові. Однією з переваг цієї системи є можливість миттєво пересилати результати аналізу на кишеньковий комп’ютер. Дослідники вважають, що на розробку повністю функціональної моделі наносенсора, яким зможуть скористатися лікарі в повсякденній роботі, знадобиться близько п’яти років.

З допомогою нанотехнологій медицина зможе не тільки з будь-якою хворобою, але і запобігати її поява зможе допомагати адоптації людини в космосі.

Можуть впливати «застарілі нанороботи» на людину?

Коли механізм завершить свою роботу, нанодоктора повинні будуть видаляти нанороботів з організму людини. Тому небезпека того, що «застарілі нанороботи», що залишилися в тілі людини будуть працювати неправильно, дуже мала. Нанороботи повинні будуть спроектовані так, щоб уникнути збоїв в роботі і зменшити медичний ризик. А як нанороботи будуть видалені з тіла? Деякі з них будуть здатні до самоудалению з організму людини шляхом природних каналів. Інші ж будуть спроектовані таким чином, щоб їх могли видалити медики. Процес видалення буде залежати від пристрою даного наноробота.

Що може бути зроблено неправильно протягом лікування нанороботами людини?

Вважається, що головною небезпекою для пацієнта буде некомпетентність лікаря. Але адже помилки можуть відбуватися і в несподіваних випадках. Одним з непередбачених випадків може бути взаємодія між роботами при їх зіткненні. Такі несправності важко буде визначити. Ілюстрацією такого випадку може служити робота двох видів нанороботів А і В організмі людини. Якщо наноробот А буде видаляти наслідки роботи робота, то це призведе до повторної роботи А, і цей процес буде продовжуватися до безкінечності, тобто нанороботи будуть виправляти роботу один одного. Щоб таких ситуацій не виникало лікуючий лікар повинен постійно стежити за роботою нанороботів і в разі чого перепрограмувати їх. Тому кваліфікація лікаря є дуже важливим фактором.

Як буде реагувати тіло людини на нанороботи?

Як відомо, наша імунна система реагує на чужорідні тіла. Тому розмір наноробота буде грати важливу роль при цьому, так само як шорсткість поверхні і рухливість пристрою. Стверджується що проблема біосумісності не дуже складна. Виходом з цієї проблеми буде створення роботів на основі алмазоидных матеріалів. Завдяки сильній поверхневої енергії і алмазоидной поверхні і сильною її гладкості зовнішня оболонка роботів буде хімічно інертною.

Нанотехнології, застосовувані в медицині останнім часом

Вже зараз нанотехнології застосовуються в медицині. Основними областями застосування є: технології діагностики, лікарські апарати, протезування і имплонтанты.

Яскравим прикладом є відкриття професора Азіза. Людям, що страждають хворобою Паркінсона, через два крихітні отвори в черепі впроваджують в мозок електроди, які підключені до стимулятора. Приблизно через тиждень хворому вживляють і сам стимулятор в черевну порожнину. Регулювати напругу пацієнт може сам за допомогою перемикача. З болем вдається впоратися вже в 80 % випадках:

У кого-то біль зникає зовсім, у кого-то затихає. Через метод глибокої стимуляції мозку пройшло близько чотирьох десятків людей.

Багато колег Азіза кажуть, що цей метод не ефективний і може мати негативні наслідки. Професор переконаний, що метод дієвий. Ні те ні інше зараз не доведено. Мені здається треба вірити лише сорока пацієнтам, які позбавилися від нестерпного болю. І знову захотіли жити. І якщо вже 8 років цей метод практикується і не позначається негативно на здоров’я хворих, чому б тоді не розширити його застосування.

Ще одним революційним відкриттям є біочіп – невелика пластинка з нанесеними на неї у визначеному порядку молекулами ДНК або білка, застосовувані для біохімічних аналізів. Принцип роботи биочипа простий. На пластикову пластинку наносять певні послідовності ділянок розщепленої ДНК. При аналізі на чіп поміщають досліджуваний матеріал. Якщо він містить таку ж гинетическую інформацію, то вони сцепливаются. В результаті чого можна спостерігати. Перевагою біочіпів є велика кількість біологічних тестів зі значною економією досліджуваного матеріалу, реактивів, роботи і час на проведення аналізу.

Висновок

Перспективи розвитку нанотехнологій з допомогою нанотехнологій дуже великі. Застосовувані в даний час нанотехнології нешкідливі, прикладом є наночипы і сонцезахисна косметика на основі нанокристалів. А такі технології, як нанороботи і наносенсоры, поки ще знаходяться в процесі розробки. Розмови про те, що з-за нескінченного процесу самовідтворення нанороботів товстий шар «сірого слизу» може покрити всю Землю,- є лише теорією, не підтверджена ніякими даними. Як я зрозуміла в процесі написання своєї роботи, нанотехнологія є тією галуззю науки, яка піддається жорстокій критиці, перш ніж вводить якісь нововведення. Чи Правдива ця критика чи ні я судити не можу.

Вчені NASA говорять, що вони успішно проводили випробування нанороботів на тварин. Але варто цьому вірити? Кожен вирішує сам для себе. Особисто я вважаю, що використання, наприклад, таких нанотехнологій як наносенсоры може мати ризикований характер. Адже будь-яка навіть сама найпростіша система може давати збої, що вже тоді говорити про таких передових технологій, як нанороботи? І крім того треба враховувати індивідуальні фізіологічні особливості кожної людини.

І так, перспективи розвитку нанотехнологій великі. Стверджується, що в найближчому майбутньому, за допомогою них можна буде не тільки побороти будь-яку фізичну хворобу, але і запобігти її появу. Але ось про ризики вчені NASA нічого не говорять. Є тільки незліченні статті в жовтій пресі про те, що люди під впливом нанороботів стануть некерованими як зомбі.

Я думаю, що можливі ризики будуть порівняти з перспективами. Так що громадськості треба більше приділяти уваги цьому питанню. Щоб вчені не тільки розглядали «обидві сторони монети», але і ставили суспільство про це.

Короткий опис статті: нанороботи в медицині "Нанотехнології" — це технології, що оперують величинами, порядку нанометра. Напрямки нанотехнології: виготовлення електронних схем розміром з молекулу (атом), розробка та виготовлення машин, маніпуляція атомами і молекулами; мікроскопічні датчики. Нанотехнології в медицині

Джерело: Реферат: Нанотехнології в медицині — Xreferat.com — Банк рефератів, творів, доповідей, курсових і дипломних робіт

Також ви можете прочитати